鐮狀細(xì)胞病（sickle cell disease，SCD）是一類遺傳性疾病，由異常的血紅蛋白S (HbS)所致的血液病，因紅細(xì)胞呈鐮刀狀而得名。最初見于非洲惡性瘧疾流行區(qū)的黑人中。HbS雜合子對惡性瘧疾具有保護(hù)性，單核吞噬系統(tǒng)將鐮狀細(xì)胞連同瘧原蟲一起清除，瘧疾不治自愈，使HbS雜合子患者得以生存。此病在非洲多見，目前美國也不少。鐮狀細(xì)胞病可分為HbS純合子的鐮狀細(xì)胞貧血(簡稱鐮貧)，雙重雜合子兼有HbS和HbA的鐮貧——地中海貧血和鐮貧——HbC病，三者都有明顯臨床癥狀。另外尚有HbS雜合子的鐮狀細(xì)胞特征，基本無癥狀。

曾有研究發(fā)現(xiàn)，一氧化氮（NO）氣體能使鐮狀細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白恢復(fù)至正常形態(tài)，進(jìn)而使其攜帶更多的氧氣，有助于鐮狀細(xì)胞貧血癥患者減緩?fù)纯?，提高生活質(zhì)量。但是，一氧化氮生物利用度（bioavailability）調(diào)節(jié)鐮狀細(xì)胞病臨床表現(xiàn)的分子機(jī)制仍不明確。

最近，喬治亞攝政大學(xué)喬醫(yī)學(xué)院的分子血液學(xué)家Tohru Ikuta博士、麻醉和圍手術(shù)期醫(yī)學(xué)系前任主席C. Alvin Head博士，以共同通訊作者的身份，在2014年3月20日的國際著名學(xué)術(shù)期刊《Blood》雜志發(fā)表一項研究稱，低水平的氧和一氧化氮，似乎對鐮狀細(xì)胞病患者具有一種不幸的協(xié)同效應(yīng)。

在這項研究中，研究人員利用缺乏內(nèi)皮一氧化氮合成酶（endothelial NO synthase，eNOS）的小鼠模型，調(diào)查研究了缺氧和一氧化氮生物利用度對鐮狀紅血細(xì)胞（sickle red blood cell，sRBC）粘附力的影響。因為eNOS小鼠的一氧化氮代謝物含量與SCD小鼠相同，但是它們沒有低氧血癥（hypoxemia，指血液中含氧不足，動脈血氧分壓低于同齡人的正常下限，主要表現(xiàn)為血氧分壓與血氧飽和度下降）。

這項研究指出，在鐮狀細(xì)胞疾病中，低水平的氧和一氧化氮這兩種情況很常見，大大增加了紅細(xì)胞對血管內(nèi)壁的粘附力，可能導(dǎo)致使人衰弱的痛苦危機(jī)。但是研究人員表示，有一個好消息是，恢復(fù)一氧化氮的正常水平，能大幅降低紅細(xì)胞的粘附力。

該研究還指向一種潛在的新治療靶點——自我粘附分子P-選擇素（P-selectin），研究人員發(fā)現(xiàn)它在增加紅血細(xì)胞粘附力的過程中，發(fā)揮了重要作用。低水平的氧和一氧化氮，都能夠增加P-選擇素的表達(dá)。

在流感、感冒、劇烈運(yùn)動或暴露于高海拔地區(qū)時，缺氧或低氧含量可能會襲擊到每個人。此外，鐮狀細(xì)胞病患者可能還具有氧輸送的慢性問題。

氧是由血紅蛋白攜帶，血紅蛋白穿過血流，到達(dá)橢圓形彈性紅血細(xì)胞內(nèi)部的靶組織。Ikuta稱，在鐮狀細(xì)胞病中，血紅蛋白的鐮狀結(jié)構(gòu)可以阻礙這次“旅程”，通常也引起奇形怪狀的脆弱的紅血細(xì)胞。這些紅細(xì)胞會將其內(nèi)容物溢出到血流中，在血流中氧氣逐漸與一氧化氮相連，患者很快就發(fā)現(xiàn)，他們本身的氧氣和一氧化氮不足。

為了理解低水平氧和一氧化氮之間的關(guān)系，研究人員將鐮刀狀紅血細(xì)胞注入不能產(chǎn)生一氧化氮的小鼠體內(nèi)。細(xì)胞立即開始粘附到血管壁上，而正常小鼠則不受影響。當(dāng)氧的濃度降低或缺氧時，缺乏一氧化氮的小鼠模型中細(xì)胞粘附力顯著增加。

Ikuta稱：“這是一種協(xié)同作用。這表明，缺氧和低水平一氧化氮共同協(xié)作，使鐮狀細(xì)胞病患者的病情加重。”

他們通過讓小鼠吸入短暫的NO氣體（在臨床試驗中患者已經(jīng)使用），恢復(fù)了正常的一氧化氮水平，此后，當(dāng)氧含量降低時細(xì)胞粘附力沒有增加。有趣的是，超出正常水平的一氧化氮水平并沒有產(chǎn)生額外的好處。相反，恢復(fù)正常一氧化氮水平，似乎是降低紅細(xì)胞粘附力的最有效方法。

用一氧化氮療法減輕鐮狀細(xì)胞病患者痛苦的臨床試驗，產(chǎn)生了相互矛盾的結(jié)果，一些患者稱疼痛增加。Ikuta指出，這些新的研究結(jié)果，以及鐮狀細(xì)胞病患者其一氧化氮具有顯著可變性這個事實，可能解釋其中的原因。

他說，一氧化氮療法可能只對間歇性或慢性低水平患者有療效。“答案是，一些患者可能不需要這個。同時，我們的研究結(jié)果表明，超過生理水平的一氧化氮水平增加，并沒有治療效果。”他指出，我們可以很容易地測量一氧化氮在血液中的濃度，在疼痛危機(jī)期間，每個患者血液中的一氧化氮水平更可能下降。